城市污水處理

城市污水處理工藝仍在應用的有一級處理、二級處理、深度處理，但國內(nèi)外最普遍流行的是以傳統(tǒng)活性污泥法為核心的二級處理。

城市污水處理工藝的確定，是根據(jù)城市水環(huán)境質量要求、來水水質情況、可供利用的技術發(fā)展狀態(tài)、城市經(jīng)濟狀況和城市管理運行要求等諸方面的因素綜合確定的。工藝確定前一般都要經(jīng)過周密的調查研究和經(jīng)濟技術比較。最近幾年國內(nèi)應用較多的有A-O或A-A-O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝等類型。A-O或A-A-O工藝也叫缺氧-好氧或厭氧-缺氧-好氧工藝。這一工藝的開發(fā)主要是為了滿足脫氮除磷的需要，這是一種經(jīng)濟有效的生物脫氨除磷技術，我國南方不少污水廠就采用這一工藝。

SBR工藝也叫續(xù)批式活性污泥法工藝。這一工藝構筑物主要是一個池子既作曝氣池又作二沉淀，管理簡單，特別適合中小城鎮(zhèn)的城市污水處理，對于較大水量的連續(xù)操作，處理一般要幾 套池子組合運行。氧化溝工藝是一種延時曝氣的活性污泥法，由于負荷很低，而沖擊負荷強，出水水質好，污 泥產(chǎn)量少且穩(wěn)定，構筑物少運行管理簡單。氧化溝可以按脫氮設計，也可以略加改造現(xiàn)脫氮 除磷。另外，城市污水處理還有傳統(tǒng)活性污泥法的一些變型工藝，以及A-B工藝等一些工藝類型。

一般城市污水主要污染物是易降解有機物，所以絕大多數(shù)城市污水處理廠都采用好氧生物處理法。如果污水中廢水比重很大，難降解有機物含量高，污水可處理性差，就應考慮增加厭氧處理改善可處理性的可能性，或采用物化法處理。

通常城市污水處理以一級處理為預處理，二級處理為主體，三級處理很少使用。一般工廠排出的污水，至少應采取兩級處理。由于二級處理排出的污泥有可能造成二次污染，因此，還要進行污泥處理。

城市污水處理技術就是利用各種設施設備和工藝技術，將污水所含的污染物質從水中分離去除，使有害的物質轉化為無害的物質、有用的物質，水則得到凈化，并使資 源得到充分利用。

城市污水處理技術通常有物理處理技術、化學處理技術、物理化學處理技術、生物處理技術等。

典型的物理處理技術在城市污水處理中應用的有沉淀技術、過濾技術、氣浮技術等。

典型的化學處理技術和物理化學處理技術有中和、加藥混凝、離子交換等。

典型的生物處理技術有好氧性氧化分解和厭氧生物發(fā)酵技術。

城市污水處理工藝，實際上是以上這些技術的應用與組合。

城市污水處理工藝:城市污水處理工藝按流程和處理程序劃分，可分為預處理工藝，一級處理工藝、二級處理工藝、深度處理工藝和污泥處理工藝，以及最終的污泥處置。

城市污水處理廠的預處理工藝通常包括格柵處理，泵房抽升和沉砂處理。格柵處理的目的是截流大塊物質以保護后續(xù)水泵管線、設備的正常運行。泵房抽升的目的是提高水頭，以保證污水可以靠重力流過后續(xù)建在地面上的各個處理構筑物。沉砂處理的目的是去除污水中裹攜的砂、石與大塊顆粒物，以減少它們在后續(xù)構筑物中的沉降，防止造成設施淤砂，影響功效，造成磨損堵塞，影響管線設備的正常運行。一級處理工藝:主要是初級沉淀池，目的是將污水中懸浮物盡可能地沉降去除，一般初次沉 淀池可去除50%左右的懸浮物和25%左右的BOD5。

主要是由曝氣池和二次沉淀池構成，利用曝氣風機及專用曝氣裝置向曝氣池內(nèi)供氧,主要目的是通過微生物的新陳代謝將污水中的大部分污染物變成CO2和H2O，這也就是耗氧技術。曝氣池內(nèi)微生物在反應過后與水一起源源不斷地流入二次沉淀池，微生物沉在池底，并通過管道和泵回送到曝氣池前端與新流入的污水混合;二次沉淀池上面澄清的處理水則源源不斷地通過出水堰流出污水廠。

深度處理:是為了滿足高標準的受納水體要求或回用于工業(yè)等特殊用途而進行的進一步處理 ，通用的工藝有混凝沉淀和過濾。深度處理的末端往往還要有加氯要求和接觸池。隨著城市社會經(jīng)濟的高水平發(fā)展，深度處理是未來發(fā)展的需要。

主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或家用填埋。濃縮有機械濃縮 或重力濃縮，后續(xù)的消化通常是厭氧中溫消化，也就是厭氧技術。消化產(chǎn)生的沼氣可作為能源燃燒或發(fā)電，或用于作化工產(chǎn)品等。消化產(chǎn)生的污泥性質穩(wěn)定，具有肥效，經(jīng)過脫水，減少體積成餅成形，有利運輸。為了進一步改善污泥的衛(wèi)生學質量，污泥還可以進行人工堆肥或機械堆肥。堆肥 后的污泥是一種很好的土壤改良劑。對重金屬含量超標的污泥，經(jīng)脫水處理后要慎重處置，一般需要將其填埋封閉起來。

城市污水處理中物聯(lián)網(wǎng)的運用案例：

1、作為智慧城市試點重點單位武漢市在污水處理行業(yè)采用物聯(lián)網(wǎng)污水處理綜合運營管理平臺，依托云計算技術構建、利用互聯(lián)網(wǎng)將各種廣域異構計算資源整合，以形成一個抽象的、虛擬的和可動態(tài)擴展的計算資源池，再通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶按需提供計算能力、存儲能力、軟件平臺和應用軟件等服務。系統(tǒng)可以對污水處理企業(yè)的進、產(chǎn)、排三個主要環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，將下屬提升泵站和污水處理廠的水量、水位、水質、電耗、藥耗、設備狀態(tài)等信息通過云計算平臺進行收集、整合、分析和處理，建立各個環(huán)節(jié)的相互規(guī)約模型，分析生產(chǎn)環(huán)節(jié)水、電、藥的消耗與處理水排水、生產(chǎn)、排放之間的隱含關系找出污水處理廠的優(yōu)化生產(chǎn)過程管理方案，實現(xiàn)對污水處理企業(yè)生產(chǎn)過程的實時控制與精細化管理，達到規(guī)范管理、節(jié)能降耗、減員增效的目的。

我國污水處理面臨著水污染嚴重, 污水治理起步晚、基礎差、要求高的形勢。近些年, 城市污水處理的建設有了很大發(fā)展, 截至2005 年6 月底, 全國661 個設市城市建有污水處理廠708 座, 處理能力為4 912 萬立方米/d, 是2000 年的兩倍多; 全年城市污水處理量162.8 億立方米, 比2000 年增加了43%, 城市污水處理率達45.7%。但絕大多數(shù)城市的污水處理能力滿足不了實際需要, 全國還有297 個城市沒有建成污水處理廠, 其中,地級以上城市63 個, 包括人口50 萬以上的大城市8 個; 位于重點流域、區(qū)域" 十五"規(guī)劃范圍內(nèi)的城市54 個。全國5 萬多個城鎮(zhèn), 370 多萬個村莊, 9 億多人口居住地尚無污水處理設施。

與國際相比, 我國城市污水處理率較低, 其主要原因是我國的城市污水處理廠建設滯后。據(jù)資料介紹, 美國平均每1 萬人就擁有1 座污水處理廠, 英國和德國每7 000?8 000 人擁有1 座污水處理廠。而我國城鎮(zhèn)人口中, 平均每150 萬人才擁有1 座污水處理廠。據(jù)建設部通報的全國污水處理情況, 已建成的污水處理廠, 除正在調試運行的外, 尚有不能正常運行的, 其原因主要有: 第一, 對污水處理組織管理不力, 致使有的污水處理廠已建成半年甚至近一年仍未運行。第二, 一些已建成污水處理廠的城市仍未開征污水處理費, 或收費標準和征繳率低, 污水處理設施運行經(jīng)費難以保障。第三, 污水收集管網(wǎng)建設滯后, 污水處理廠運行負荷率低, 甚至難以運行。第四, 地方配套資金不落實, 影響污水處理廠調試運行。另外, 還有部分城市污水處理廠設計規(guī)模偏大, 過度超前, 造成設施能力部分閑置不能充分發(fā)揮效益。

污水處理廠建設資金的短缺;進口設備的維修及設備備件的開發(fā);污水處理工藝選擇有一陣風的現(xiàn)象,不結合本地區(qū)的實際情況選熱門工藝。

1、運營服務和高效監(jiān)管，成為突出問題。運營管理越來越重要，越來越突出。由于下屬企業(yè)數(shù)量多，分布廣，對監(jiān)管也提出了更高的要求。

2、污水處理企業(yè)在運營階段，對管理水平的要求、對成本控制的要求在不斷提升。

3、污水處理企業(yè)如何將行業(yè)中優(yōu)秀污水處理廠的管理經(jīng)驗，推廣到所有廠站，以提升公司整體管理水平。

在人類的生產(chǎn)和生活過程中用過的水，絕大部分排入污水管道，但這并不說明污水量就等于給水量，因為有時用過的水并沒有排入污水管道，如消防、沖洗街道水排人了雨水管道或蒸發(fā)掉，再加上污水管道的滲漏等造成了污水量小于給水量，一般城市的污水量約為給水量的80%~90%。另外在某些情況下，實際排入污水管道的污水量也可能大于給水量，如地下水經(jīng)管道接口處滲入，雨水經(jīng)檢查井u流入以及工廠或其他用戶沒有分散的給水設備，這些用戶的給水量可能未包括在城市集中給水量之內(nèi)等等，這時就可能出現(xiàn)污水量大于給水量。

在不同的工業(yè)企業(yè)中，工業(yè)廢水的排除情況很不一致，某些工廠的工業(yè)廢水是均勻排出的，但很多工廠廢水排出情況變化很大，甚至一些個別車間的廢水也可能在短時間內(nèi)一次排放，再加上工廠新工藝及新產(chǎn)品的出現(xiàn)等使城市污水的水質水量也隨之不斷地變化。綜上所述，城市污水的水質、水量變化還與城市的發(fā)要狀況、人民生活水平的高低、衛(wèi)生器具的多少、城市的地理位置、氣候和季節(jié)有關。

城市污水處理廠設施的設計規(guī)模取決于排入下水道的工業(yè)廢水總量Q2和與雨水量Q3以及使用下水道的城市人口排污量。

20世紀50年代以后，全球人口急劇增長，工業(yè)發(fā)展迅速。全球水資源狀況迅速惡化。一方面，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大;另一方面，日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。

中國水資源人均占有量少，空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業(yè)化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，污水處理行業(yè)成為新興產(chǎn)業(yè)，與自來水生產(chǎn)、供水、排水、中水回用行業(yè)處于同等重要地位。

2007年，中國水污染治理投資達到3387.6億元，比上年增加32%，占當年GDP的1.36%。中國水環(huán)境質量總體保持穩(wěn)定。2007年，共取締一級水源保護區(qū)內(nèi)排污口942個，停建二級水源保護區(qū)內(nèi)可能造成污染的建設項目1294個，限期治理931個。

截至2008年10月，全國設市城市、縣及部分重點建制鎮(zhèn)共建成污水處理廠1459座，日處理能力8553萬噸(36個大城市共建成288座，日處理能力為3497萬噸)，分別比"十五"末期增加60.5%和42.6%，全國設市城市污水處理率已由2005年的52%增加到2007年的63%;在建城鎮(zhèn)污水處理項目1033個，設計日處理能力約3595萬噸。2008年1至10月，全國已投入運行的城鎮(zhèn)污水處理廠累計處理污水達190億噸，運行負荷率達到76%，同比分別增長了21%和約3個百分點。

在國際金融危機的背景下，中國采取繼續(xù)擴大內(nèi)需，促進經(jīng)濟增長政策，把環(huán)境保護放在突出的戰(zhàn)略位置。2008年四季度新增的千億元中央投資中，投向節(jié)能減排和生態(tài)建設的資金達120億元。用于重點流域的水污染防治工程投資及用于城鎮(zhèn)污水和垃圾處理設施、污水管網(wǎng)建設提速的資金高達60億元，前者投資為10億元，后者為50億元。可以說，污水處理行業(yè)迎來空前的發(fā)展機遇。